Daya Rata-Rata Rangkaian RLC Seri, dan Diagram Fasornya

    Rangkaian seri RLC pada arus bolak-balik terdiri dari resistor (R), induktor (L) dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC dan disusun secara seri. Hambatan yang dihasilkan oleh resistor disebut resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor disebut reaktansi induktif (XL), dan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut reaktansi kapasitif (XC). Ketiga besar hambatan tersebut ketika digabungkan dalam disebut impedansi (Z) atau hambatan total.

    Ketiga hambatan tersebut (R, XL dan XC) mengalir arus (i) yang sama sehingga diagram fasor arus diletakkan pada t=0. Tegangan pada resistor (VR) berada pada fasa yang sama dengan arus, tegangan (VL) pada reaktansi induktif (XL) mendahului arus sejauh 90º, dan tegangan (VC) pada reaktansi kapasitif (XC) tertinggal oleh arus sejauh 90º.

    Diagram fasor dapat digunakan untuk mencari besar tegangan jepit seperti di bawah ini:

VR = Imax R sin ωt = Vmax sin ωt

VL = Imax XL sin (ωt + 90) = Vmax sin (ωt + 90)

VC = Imax XC sin (ωt – 90) = Vmax sin (ωt – 90)

    Berdasarkan hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan dalam satu lintasan tertutup haru sama dengan nol.

Vef  - VR  -  VL – VC  =  0

Vef  =  VR + VL + VC  =  0

    Karena setiap tegangan pada setiap komponen mempunyai fase yang berbeda, perbedaan tersebut tampak seperti diperlihatkan pada fasor (phase vector) di bawah ini.


    Bentuk tegangan efektif di atas berdasarkan gambar fasor di atas dapat dinyatakan sebagai berikut:

    Dari persamaan tegangan efektif kita dapat menurunkan besaran baru yang dinamakan Impedansi atau hambatan total rangkaian. Karena arus dalam rangkaian seri sama persamaan diatas dapat diubah dalam bentuk:

Z2 = R2 + (XL – XC)2 

    Z menunjukkan impedansi yang bersatuan Ohm sama seperti hambatan, reaktansi induktif, dan reaktansi kapasitif. Jenis rangkaian seri ini dapat dibedakan menjadi tiga jenis berdasarkan nilai reaktansi induktif dan kapasitif. Ketiga jenis rangkaian tersebut adalah

  1. Rangkaian bersifat Induktif jika nilai reaktansi induktif lebih besar dari reaktansi kapasitif. Saat keadaan ini tegangan pada saat yang sama mendahului arus listrik
  2. Rangkaian bersifat Kapasitif jika nilai reaktansi induktif lebih kecil dari reaktansi kapasitif. Saat keadaan ini tegangan pada saat yang sama tertinggal arus listrik
  3. Rangkaian bersifat Resistif atau Resonansi jika nilai reaktansi induktif bernilai sama dengan reaktansi kapasitif. Saat keadaan ini arus dan tegangan dalam keadaan sefase atau mencapai keadaan yang sama pada waktu yang sama.

 

Contoh soal:

Sebuah sumber tegangan bolak balik mempunyai frekuensi 50 Hz dan tegangan maksimum 100V dihubungkan dengan komponen RLC dengan R = 9 ohm, L = 0.04 H, dan 100 µF. Tentukanlah, (a) Impedansi rangkaian, (b) Sudut fase antara arus dan tegangan, (c) Tegangan maksimum dalam dalam setiap komponen!


Jawab:




NAMA ANGGOTA KELOMPOK :
1. MUHAMMAD REZA PAHLEVI (2003321023)
2. ROBERTO FELIX SIAGIAN (2003321043)

Komentar

  1. Muhammad Fatiyan Rizkilah16 Juni 2021 pukul 22.59

    saya Muhammad Fatiyan Rizkilah dari Kelompok 5, ingin bertanya Rumus daya rata rata adalah?

    BalasHapus
    Balasan
    1. Unknown17 Juni 2021 pukul 00.00

      Saya Roberto Felix Siagian akan menjawab.
      Daya rata-rata adalah daya yang dihasilkan sebagai integral dari fungsi periodik waktu terhadap keseluruhan range waktu tertentu dibagi oleh periodanya sendiri.
      p=v.i (rumus umum menghitung daya)
      p(t)=v(t).i(t) (rumus umum dengan ketrangan waktu / daya sesaat)
      Daya sesaat berubah sesuai waktu sehingga sulit untuk dihitung.
      Daya rata rata lebih praktis untuk dihitung. Faktanya, wattmeter, alat untuk menghitung daya, merespon daya rata rata.
      Daya rata rata, dalam watt, adalah rata rata dari daya sesaat dalam satu periode.
      Sehingga, daya rata rata dihitung dengan
      P = 1/T ∫_0^T▒p(t)dt

      Hapus
  2. Muhammad Rizaqqi Agna16 Juni 2021 pukul 23.17


    Saya Muhammad Rizaqqi Agna Shiddiq, mau bertanya
    Apa yang terjadi jika didapatkan dari hasil nilai reaktansi induktif dan nilai reakansi kapasitif bernilai sama?

    BalasHapus
    Balasan
    1. Unknown16 Juni 2021 pukul 23.26

      Reaktansi induktif yaitu hambatan yang terjadi akibat dari adanya gaya gerak listrik (GGL) induksi yang muncul pada sebuah induktor yang dialiri arus bolak-balik (AC). Gaya gerak listrik (GGL) yang muncul pada induktor punya arah yang berlawanan dengan arus yang mengalir, jadi menahan gerak arus listrik yang mengalir. Besarnya nilai reaktansi induktif berbanding lurus dengan arus listrik (A), frekuensi dan induktansinya.
      Reaktansi kapasitif yaitu hambatan pada kapasitor yang dilewati oleh arus listrik bolak-balik (AC). Kapasitor bisa diibaratkan sebuah baterai dengan kapasitas kecil yang bisa menyimpan energi listrik berdasarkan beda potensial pada kedua kutubnya (anoda dan katoda). Jadi, saat dialiri arus searah (DC) maka arus cuma akan mengalir selama proses pengisian dan berhenti mengalir saat kapasitor udah penuh (Full). Sedangkan, saat dialiri arus bolak-balik (AC) maka arus akan berhenti sementara masuk kedalam kapasitor kemudian akan mengalir kembali. Pada kapasitor atau baterai, gak akan pernah mencapai kondisi penuh (Full Charger) saat dialiri arus bolak-balik dan cuma bersifat sebagai penghambat aliran arus listrik aja. Nilai reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan besar frekuensi arus listrik yang mengalir. Pada arus DC, nilai frekuensinya bisa dikatakan (0), jadi nilai reaktansinya yaitu gak terhingga atau full resistan.

      Hapus

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

RANGKAIAN RLC SERI DAN PENGGAMBARAN DIAGRAM FASOR RANGKAIAN RLC SERI

Gambar
Kelompok 4 :   -       Erika Natarina    -           Marsel Ristian    -           Moehammad Gharbhia 1.1    Rangkaian RLC Seri dan penggambaran diagram fasor rangkaian RLC Seri     Rangkaian seri RLC yaitu rangkaian yang terdiri atas hambatan, induktor dan kapasitor yang dihubungkan seri, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan AC.    Rangkaian RLC seri terdiri dari resistansi, kapasitansi, dan induktansi yang dihubungkan secara seri pada supply bolak-balik, pada rangkaian hambatan arus tegangan sefase, sedangkan pada induktor tegangan mendahului arus, dan pada kapasitor arus mendahului tegangan. Gambar 1. Rangkaian seri RLC, bentuk gelombang   Pada rangkaian RLC seri, ketiga komponen R, L dan C akan dilewati arus yang sama, isalnya I. Sehingga pada R akan muncul tegangan VR, pada L akan muncul tegangan VL dan pada C kan muncul tegangan VC, dimana V R­ ­ = R I                 V L = X L I                V C = X C I                 Besarnya impedansi rangkaian RLC yang disusun s
Baca selengkapnya

TEORI ANALISA RANGKAIAN

Gambar
ANALISIS RANGKAIAN RLC I. ARUS AC PADA RESISTOR      Jika sebuah resistor dilewati arus AC sebesar I maka pada resistor akan terdapat tegangan sebesar Vr = R I . Sehingga jika arus membesar maka tegangan pada resistor juga akan membesar. Demikian sebaliknya jika I mengecil, Vr juga mengecil. Dikatakan bahwa arus dan tegangan berjalan serempak / sefasa. Terlihat pada gambar kiri bahwa fase arus dan tegangan berjalan serempak. Sehingga diagam fasor terlihat seperti gambar kanan. II.   ARUS AC PADA KAPASITOR Jika sebuah kapasitor dilewati arus AC, arus Ic tersebut akan mengisi mengisi kapasitor sehingga tegangan kapasitor Vc Perlahan akan naik setinggi Vt .      Terlihat bahwa ketika ada arus konstan melewati kapasitor, tegangan kapasitor perlahan naik. Dan ketika arus menjadi nol, tegangan kapasitor perlahan turun lagi. Karakteristik ini memperlihatkan bahwa tegangan dan arus tidak berjalan secara serempak / sefasa. “ Fase tegangan kapasitor akan tertinggal terhadap fase arus seb
Baca selengkapnya